JPS60250948A - 耐食性に優れた多層クラツド鋼板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、優れた耐食性を有する合金鋼あるいは非鉄金
属を鋼材の表面に強固に接合して成る而・１食性か−〕
接合性に優れたクラツド鋼板に関−１−る。

（従来技術） 鉄鋼材料（炭素鋼、吐合金鋼、高合金鋼等）の表面に、
耐食性に優れた合せ（・）Ｊ（合金鋼や非鉄金属）の層
を形成したクラツド鋼板は、腐食環境下での高度な要求
に応え利−る複合金属材料として、造船業界７石油化学
業界、産業機械業界等で広汎に使用されている。

ところで、従来のクラツド鋼板は、腐食環境下において
合ぜ祠か母材鋼板全面を被覆してり）る状態でのみ優れ
た耐食性を発揮するのであり、下記の（Ｊ）〜（３）に
示すような損傷によって、母材が露出した場合には、母
材か極端に早←腐食されるという非常に重大な技術的問
題かあった。■搬送工程での合せ材における疵、かき疵
および押し込み疵。

Ｑ）溶接施工時の合せ材の割れ。（＆構造物の使用中に
生じた疵。

一般に、異種金属が腐食溶液下で接触した場合、該金属
利料が曝される腐食環境に応じた腐食電位（カルバニ電
位）列において卑である金属側をアノード電極に、責で
ある金属側をカソード電極とするガルバニ電池が形成さ
れて、卑である金属が著しく腐食される。この腐食挙動
は、力゛ルパニック腐食といわれる。

クラツド鋼板は、異なる金属を冶金的に接合させた複合
祠料であり、耐食性の優れた合せ材金属に比べて母材鋼
板が腐食電位列において卑となることか呟前記の■〜■
のように、合せ材が損傷を受けて母材部が露出し、合せ
材部と同一の腐食環境下におかれた場合、上述のガルバ
ニック腐食が発現し、合せ材金属より卑である母材鋼が
選択的に腐食されるのである。この場合、腐食は、合せ
材表面に平行な方向にも垂直な方向（板厚方向）にも進
展し、その腐食速度は、通常、母材鋼単体の場合の数倍
〜数１００倍にもなる。

クラツド鋼板を使用した構造物において、ガルバニック
腐食が進展し、母材鋼を貫通すると、腐食性物質の漏洩
や進入か生じ、構造物の機能を失なわしめさせる。また
、貫通に到らぬまでも、その部分が応力集中部となり、
疲労破壊あるいは脆性破壊等の破壊を誘発し、同じく、
構造物の機能を失なわしめさせる。これら構造物の機能
喪失は、ひいては、環境汚染あるいは人災等にもつなが
る。

したがって、クラツド鋼板を腐食環境下で使用するには
、ガルバニック腐食の防止、特に板厚方向へのガルバニ
ック腐食の進展の防止という重大な技術的課題を解決し
なければならない。しかし、現状では、耐食性に優れた
合せ材金属を母材鋼板に接合させることにのみ重点が置
かれ、ガルバニック腐食の防止という課題に対しては、
全く技術的配慮がなされていない。

（発明の目的） 本発明の目的は、合せ材が有する優れた耐食性を発揮す
るのみならず、ガルバニック腐食による母材鋼の腐食、
特に板厚方向の腐食の進展を阻止し得る構造を有した極
めて耐食性に優れた多層クラツド鋼板を提供することで
ある。

本発明は、ガルバニック腐食は合せ材が電気化学的に母
材鋼よりも貴であることから生じていることに着目し、
板厚方向へのガルバニック腐食の進展を阻止する方法に
ついて種４の調査研究を行なって得られた成果である。

（発明の構成） 本発明に係る多層クラツド鋼板は、母材鋼と合せ材（耐
食性金属層）との間に、鋼とこの鋼よりガルバニ電位が
貴である金属との組を、少なくとも１組母材鋼側に貴で
ある金属が位置するように介在させたことを特徴とする
。

本発明において、鋼よりも貴である金属としては、Ｃｕ
、　Ｎｉ、　Ｃｒ、　Ｍｏ＋　’ｒｉ、　Ｚｒ、　Ｔａ
、　Ｎｌ）等の元素の１種もしくはそれ以上からなる金
属が有効であり、たとえば、酸性、海水、淡水等の腐食
環境下では、下記のΦ〜■の金属が相当する。

■　Ｃｕ、　Ｎｉ、　Ｃｒ、　Ｍｏ、Ｔｉ、　Ｚ’ｒ、
　Ｔａ、　Ｎｂ等の純金属。

■）ハステロイ、インコネル等のＮｉ基合金と９０／１
０４ユプロニッケル、　７０／’３ＯＮユプロニツケル
。

モネル等の銅合金。

Ｇ・　フェライト系、オーステナイト系、マルテンサイ
ト系のステンレス鋼とＦｅ−Ｃｒ−Ｎｉ−Ｍｏ１゜（作
用） 本発明に係る多層クラツド鋼板は、合ぜ材（耐食性金属
層）の優れた耐食性を発揮するのみならず、たとえ合せ
材が損傷したとしても、鋼層が母材鋼に平行な方向に腐
食されるのみで、板厚方向の腐食の進展は、鋼と母材鋼
の間に介在させた貴である金属層により確実に防止され
る。したがって、従来のクラツド鋼板が有する上記の技
術的課題は一挙に解決され、厳しい腐食環境下でのより
高度な要求に応えることか可能となった。

（実施例） 以下に添付した図面に基づいて、本発明の詳細な説明す
る。

なお、下記は単なる代表例についての説明であり、特許
請求の範囲の趣旨に反しない範囲内での変更実施はすべ
て本発明技術に含まれる。

第１図（ａ）、　（ｂ）、（ｃ）は、本発明に従って圧
延接合法、拡散接合法、爆着圧延法等により製造した多
層クラツド鋼板の板厚断面を示したものである。ここに
、１は耐食性金属の合せ材、２は母材鋼板、３はインサ
ート金属、４は鋼、５は腐食電位（ガルバニ電位）にお
いてｇＡ４よりも貴である金属材料をそれぞれ示す。第
１図（ａ）と第１図（ｂ）とに示される片面クラツド鋼
では、前者では、合せ材１と母材鋼２との間に、鋼４と
鋼４よりも貴である金属５とが１組配置され、後者では
２組配置されている。第１図（Ｃ）に示される両面クラ
ンド鋼板では、母材鋼２と両側の合せ月１，１との間に
、それぞれ鋼４と鋼・１よりも貴である金属５とが配置
されている。合せ材１と鋼４の開にインサートされてい
る金属３は、より強固な接合を形成させるために配置さ
れたものである。鋼より貴である金属５の種類によって
は、健全な接合性を確保する）−で、鋼４と金属５との
開に、または、金属５と母材鋼２の間に適正なインサー
）・金属を配置することが必要となることもある。

なお、鋼・１と鋼４よりも貴である金属５とを３組以−
Ｌ配置したクラツド鋼の場合も、それらが本発明の範ち
ゅうに含まれることはいうまで゛もない。

次に、本発明の作用効果を具体的実施例に基づいて説明
する。

合せ材として９０／１．０キュプロニッケル、母材鋼板
として５Ｍ４１．Ｂ、接合を強固にするだめのインサー
ト金属として純ニッケル、鋼として８Ｍ４］Ｂ、海水中
での腐食電位において鋼よりも貴である金属として純ニ
ッケルを用い、本発明構成に記載した多層構造の９０／
］Ｏキユプロニツケルクラツド鋼板をサンドインチ型圧
延接合法により製造した。圧延後の本９０／１．０キユ
プロニツケルクラツド鋼板の各層の厚みは、合せ打器よ
り順に９０／１．０キユプロニツケル厚（合ぜ材）　０
　、８１１１１１１＋ニツケル箔厚（インサート金属）
２〜３μＩｎ　、　ＷＩ厚１　、５　ｍｍ、ニッケル厚
（鋼よりも貴である金属）１５μ口１．母材調厚１０ｍ
ｍである。一方、合せ祠を９０／１０キユプロニツケル
、母材鋼を５Ｍ４１Ｂ、インサート金属を純ニッケルと
し、同様にサンドインチ型圧延接合法により従来型の９
０／１０キユプロニツケルクラツド鋼板を製造しｒこ。

この従来型のクラツド鋼板の母材調厚は１２ｔｎ＋ｎ、
９（１／１０キユプロニツケル厚は（１，８１ｕｍとし
た。インサート金属のニッケル箔厚は６μｎ１である。

これらの本発明による多層クラツド鋼板と従来型のクラ
ツド鋼板とを供試料として、各クラツド鋼板の合せ材に
人工的に直径３ｍｍの丸穴を付与した試験片を作製し、
実地の海水浸漬試験を実施し、海水中でのがルバニッ久
腐食の挙動を調査した。

浸漬期間か４５日問および６０日間の試験結果を表に示
す。

第２図（、）は、本発明に係る多層クラツド鋼板の腐食
部分を図式的に示す部分断面図であり、穴３１は、耐食
性金属１に付与したものであり、鋼層４に達している。

海水に４５日問および６０日間浸漬した後では、穴３１
の近辺の鋼４は腐食され、腐食により生じた腐食孔３２
は、長手方向にのみ進展し、板厚方向の腐食の進展は鋼
４と母材鋼２の間に介在させたｗＩ４よりも貴である金
属５によって完全に阻止されて、母材鋼２は全く腐食さ
れていなかった。

一方、第３図は、従来のクラツド鋼板の腐食部分の図式
的な部分断面図である。ここで、穴３Ｇは耐食性金属１
に付与したものであり、海水中での腐食により生じた腐
食孔３７は、母材鋼２中に鋼板表面に平行な方向にも板
厚方向にも広く進展していた。表に示すように、本発明
材の場合、板厚方向へのガルバニック腐食の進展は、合
せ月１と母材鋼２の間に介在させた鋼４の厚み、すなわ
ち１　、５　ｍｍのみであり、母材鋼２の板厚方向の腐
食は全く生しておらず、板厚方向の力゛ルパニック腐食
を介在させる鋼と貴である金属との組合せによって制御
できることを示している。

なお、第４図（、）は、本発明による多層クラツド鋼板
の腐食状況（浸漬期間４５日）の組織を示す顕微鏡写真
であり、また、第４図（１））、（Ｃ）は、それぞれ、
第２図（ａ）のＡ部とＢ部に相当するガルバニック腐食
孔底部の拡大顕微鏡写真（ｘ２００）である。これらの
写真に明らかに示されるように、本発明によるクラツド
鋼板においては、ガルバニック腐食が合せ材と母材鋼の
間に配置した鋼にのみ生じて、母材鋼は全く腐食してお
らず、鋼と母材鋼の間に配置した貴である金属がガルバ
ニック腐食の板厚方向への進展を完全に阻止する。

以上より、本発明による多層クラツド鋼板が、従来のク
ラツド鋼板では重大な技術的問題であったがルパニック
腐食の板厚方向への進展を確実に阻止するために、極め
て有効に機能していることが判明した。

（発明の効果） 本発明、による耐食性に優れた合せ材を表層部１こ有す
る多層クラツド鋼板において、合せ材が損傷した場合の
ガルバニック腐食による母材鋼への腐食進展、特に、板
厚方向への腐食進展を確実に阻止することかでとる。

これにより、本発明による多層クラッド′鋼板は、従来
のクラツド鋼板に比較して、厳しい腐食環境下で、より
高度な要求に十分応えることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（１））は、本発明に係る片面クラツド
鋼板の図式的な部分断面図であ：）、第１図（ｃ）は、
本発明に係る両面クラツド鋼板の図式的な部分断面図で
ある。 第２図（ａ）は、本発明に係る多層クラッド′鋼板の腐
食部分の図式的な部分断面図である。第２図（ｂ）、　
（ｃ）は、それぞれ第２図（ａ）のＡ部とＢ部の部分拡
大断面図である。 第３図は、従来のクラツド鋼板の腐食部分の図式的な部
分断面図である。 第４図（ａ）、（１〕）、（ｃ）は、腐食実ｖ１（浸漬
期間４５日）により得られた腐食状態の組織を示す顕微
鏡写真である。第４図（ａ）、（＋））、　（Ｃ）は、
それぞれ、＠２図（ａ）、（ｌＪ）、（ｃ）に対応して
いる。 １・・・耐食性金属（合せ材）、　２・・・母材鋼、３
・・・インサート金属、　４・・・鋼層、５・・・鋼よ
り貴である金属層、 ３１・・・合せ材にイ」与した人工疵、３２・・・腐食
孔、３６・・・合せ祠に付与した人工疵、３７・・・腐
食孔。 特許出願人　株式会社神戸製鋼所 代　理　人　弁理士　前出　葆ほか２名第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）耐食性を有する合せ材と母材鋼の間に、鋼とこの
   鋼より力゛ルバニ電位か貴である金属との組を、少なく
   とも１組母材鋼側に貴である金属か位置するように介在
   させたことを特徴とする耐食性および板厚方向のガルバ
   ニック腐食防止性に優れた多層クラツド鋼板。